影响预混料中维生素稳定性的因素

2020-06-03 16:59:16 金波绿泰 技术部 46

作为预混料核心营养元素,维生素营养历来被配方师和其他畜牧从业人员关注。鉴于维生素本身稳定性差、易受外界条件影响等弱点,导致维生素利用率低下。在实际应用过程中,配方师大多单纯通过加大维生素添加剂量以满足畜禽生长需求,而对维生素稳定性影响因素如贮存条件、矿物元素、 载体等关注度不够,导致配方成本增加,产品竞争力下降。

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  1 Moisture 水 分

  水分被认为是影响维生素稳定的首要因素,在加工和贮存过程中环境湿度过高或载体与原料含水量过高,均会破坏维生素的稳定性。这是由于高水分会造成维生素微粒基质软化,氧气在基质表面的渗透性增加,加速了维生素的氧化变性及氯化胆碱、微量元素和其他化学反应对维生素的破坏作用。

  据报道,VB1、 VB2、烟酸、VE、VC等在低水分条件下储存1年后,仍会有很高的存留率;而高水分条件下贮存21d后,VB1仅剩48%,VC几乎全部损失,贮存3个月后,VB2含量低于50%。为维持维生素良好的稳定性,预混料水分含量不应超过7%。

  2 Storage time 贮存时间

  资料表明,预混料在 25℃贮存条件下,每月维生素损失率达 14%。巴斯夫集团研究发现随着贮存时间延长,预混料中维生素均存在不同程度损失,其中维生素 A、E、K3和B1每月平均损失率分别高达 9.5%、17%、15%和 30%,其他维生素每月平均损失率也在 1%~7.5%。维生素B6在恒温恒湿条件下贮存1个月后存留率为70.64%,而6个月后维生素 B6有近一半损失

  Y.M. Hemery等(2007)报道,在 25℃、相对湿度65%情况下,使用具有密封铝袋包装预混料贮存45天后,维生素A存留率不足80%,贮存3个月后存留率低至 50%,其中脂肪酸含量随着贮存时间延长而增加,预混料中微量氧气和水分与脂肪酸反应产生自由基,进而破坏维生素,导致维生素存留率降低。

  Gabrijela 等(2007)将预混料贮存1年后,维生素A、E和K3 存留率分别为初始的53%、59%和80%。以上研究表明,即使在温度、湿度适宜条件下,随着贮存时间延长,维生素均有不同程度损失。

  3 Temperature 温 度

  温度越高维生素预混料损失越大。有研究表明,当温度低于10℃时,维生素损失较少;15℃~25℃(室温)时,一些较不稳定维生素会损失;当高于30℃时,大部分维生素都会受到破坏。这是因为维生素熔点低,易受高温影响,且高温可为氧化还原反应提供能量,加快了维生素的破坏速度。

  高温还会使预混料中的硫酸盐失去部分结晶水,增加预混料的水份,特别是高温、高湿对维生素损失尤为严重。研究表明,VA在不同条件下贮藏3个月,低温低湿条件下存留率是88%,高温低湿条件86%,高温高湿条件只2%。所以,一定要杜绝在高温、高湿条件下贮存复合多维。

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  4 Trace elements and minerals 微量元素和矿物质

  微量元素特别是铜、铁、锌对维生素的稳定性具有很强的破坏作用,这是因为微量元素引起的氧化还原反应可严重影响维生素的稳定性。

  有报道,在微量元素Mn2+、Cu2+、Zn2+、Fe2+存在的情况下,维生素预混料在贮存3个月后,VK损失80%以上,叶酸损失40%以上,VB6损失20%以上。尤其是其硫酸盐如硫 酸亚铁、硫酸锌、硫酸铜等容易吸潮,在水中溶解度较高,带电离子较易电离,对维生素的破坏性远大于碳酸盐和氧化物,但碳酸盐和氧化物利用率低,且 酸盐价格便宜,所以硫酸盐在生产上的广泛使用也是双刃剑。因此,预混料厂商会将维生素与微量元素、 矿物质分开,各自加工成维生素预混料、矿物质预混料,保障维生素的稳定。

  5 Carrier and diluent载体和稀释剂

  载体可根据容重分为有机载体和无机载体,其中有机载体主要包括稻壳粉、玉米芯、面粉、脱脂米 糠等;无机载体主要包括石粉、沸石粉、膨润土等。考虑到预混料混合均匀性,一般将容重较轻的有机载体作为维生素的载体,将无机载体作为矿物元素的载体。

  载体种类不同,对维生素影响程度有所差别。有机载体中的麸皮因脂肪含量高,贮存过程中易发生氧化酸败,进而影响维生素品质;鱼粉作为载体,易导致细菌滋生,进而降低维生素效价。

  刘长忠 (2004)发现,细稻壳粉载体预混料贮存45天后,预混料中 Fe2+ 损失率仅为 5.96%,保存效果较好,原因在于细稻壳粉表面粗糙多孔,利于吸附微量营养元素,同时可将维生素与矿物质隔离,可有效避免 Fe2+ 与维生素发生化学反应,起到保护矿物元素和维生素双重作用。无机载体因化学性质稳定、价格低廉而备受青睐,但部分载体存在流动性差、重金属易超标、易与微量营养元素反应等缺点。

  朱金娥 (1999)在比对载体麦饭石、石粉对维生素 A影响发现,贮存1个月后麦饭石组维生素A存留率高达 94.12%,而石粉组存留率仅为 80.31%,主要在于麦饭石流散性较好且表面多孔性,使其承载性和吸附能力均优于石粉。

  此外,以石粉为载体的多维多矿 预混料时,石粉易与Fe2+反应生成Fe3+,引发结块进而破坏维生素结构。除载体存在形式影响维生素稳定性外,载体自身含水量、pH 也对维生素稳定性有较大影响。一般无机载体水分含量低于 5%,有机载体水分含量低于7%,若水分含量偏高,则预混料易发生吸湿、结块等现象。由于大部分维生素 pH偏中性且对酸碱敏感,因而在选择载体时尽量选择 pH范围在6~8的载体,以减小对维生素的损耗。

  6 Feed processing method饲料加工方式

  配合饲料的生产过程包括混合、制粒和冷却等, 生产过程中的温度、摩擦、压力、时间等都会影响维 生素的稳定。研究表明,VA、VD3、VK3、VB1和VC 在颗粒饲料中的稳定性最差。

  将粉料和颗粒饲料在相同条件下贮存3个月,结果发现:粉状饲料的VA在低 温环境下的存留率是50%,但是在高温环境下的存留率是39%;而颗粒饲料中VA在低温环境下的存留率是 65%,但在高温环境下的存留率是20%。这表明,颗粒饲料中的维生素耐低温,而粉料中的维生素耐高温。

  7 Other factors其他因素

  除以上因素影响外,光照、包埋方式、维生素之 间相互影响等均会导致维生素含量变化。

  如氯化胆碱具有较强的吸水性和碱性,对其他维生素有破坏作用,这种作用与微量元素协同表现更加强烈,其中VK、VB1、VB6和泛酸、生物素对氯化胆碱很敏感。

  维生素A因含共轭双键导致自身极不稳定,在紫外光下易发生异构化而降低存留率;在光照条件下易发生二聚反应而失去生物利用率。

  维生素C本身极不稳定,在光、热、湿度条件下极易分解,但经过高分子非溶剂变相包被后,在 85℃、相对湿度 95%环境下 贮存 60min后损失率仅为 0.27%。

  胆碱虽不会破坏其他维生素,但因其强吸湿特性,与其他维生素混合后会因吸水而导致其他维生素效价降低。

  小结与展望

  由以上可知,预混料中维生素存留率受诸多因素影响,鉴于预混料生产工艺和贮存条件差别,导致预混料中维生素效价存在较大差异。此外,预混料所用载体、矿物元素因产地、批次、存在形式不同而对维生素稳定性影响不同,且目前有机矿缺乏统一标准,导致不同有机矿对维生素效价影响不同。

  为尽可能提高维生素利用率,在考虑综合成本和实际效果基础上可在载体方面,适当使用承载能力强、惰性载体如脱脂米糠、稻壳粉、麦饭石等;在矿物质原料方面,使用有机矿或无机矿结合有机矿形式生产多维多矿预混料;在贮存条件方面,尽可能将预混料贮存在低温干燥避光处。

  总之,影响预混料中维生素效价因素众多,在优化维生素生产加工工艺同时,更应从预混料原料处理、载体选择、贮存条件等多方面着手,尽可能提高维生素利用率,提升产品综合竞争力。

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